转ChIFN基因烟草的TMV抗性与生长及光合特性

作者：肖芳斌; 董亚萍; 张冬生; 宋莉^*; 赵德刚^*

来源：植物生理学报, 2021, 57(04): 879-889.

DOI：10.13592/j.cnki.ppj.2020.0501

• 鸡干扰素
• 转基因烟草
• 烟草花叶病毒
• 抗病性
• 发芽率
• 发芽势

烟草感染烟草普通花叶病毒(TMV)后可引起叶片畸形并出现花斑枯斑,严重影响烟草品质。前期将具有抗病毒和细胞生长调节等广泛生物学活性的鸡干扰素糖蛋白编码基因(ChIFN)遗传转化烟草进行TMV抗性研究。对获得的T2代ChIFN-α、ChIFN-γ以及它们的杂交F1代ChIFN-αγ三种转基因烟草(TP)进行鉴定,并分析TP烟草与其野生型亲本(WT)之间的TMV抗性及生长发育差异。结果表明,外源ChIFN基因在T2代和F1代TP烟草中稳定表达,以TPR5、TPG4和TPRG2植株中的重组干扰素(rChIFN)累积量最高,分别为rChIFN-α27.05 ng·L–1、rChIFN-γ29.52 ng·L–1、rChIFN-αγ52.64 ng·L–1。TMV侵染离体培养叶片24 h时,三种TP烟草的病毒量分别比WT烟草低14.87%、8.72%和14.36%。TMV接种后, TPR5、TPG4、TPRG2烟草的同期叶绿素a和叶绿素总量降幅均低于WT, 12 h时叶绿素b的保持能力为TPRG2>TPG4>TPR5>WT, 0～24 h时三种TP烟草叶片的类胡萝卜素降幅均低于同期WT。TMV侵染处理的三种TP烟草发芽率分别比WT高36.67%、50.00%、52.00%,发芽势分别高19.59%、28.00%、31.33%。转ChIFN基因烟草对TMV具有良好的抗性。种子萌发实验表明TP烟草种子萌发提前约5 d。三种TP烟草25 d移栽幼苗的株高分别比WT增加5.18%、23.29%和44.71%,具有株高生长优势; TP和WT型烟草的叶绿素、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等光合参数无显著差异。研究结果可为抗TMV病毒的转ChIFN基因烟草应用提供依据。

• 单位
  生命科学学院; 贵州大学; 贵州省农业科学院